POKŁADOWY SYSTEM DECYZYJNY WSPOMAGAJ CY PROCES

Transkrypt

1 POKŁADOWY SYSTEM DECYZYJNY WSPOMAGAJ CY PROCES EKSPLOATACJI RODKÓW TRANSPORTU JAROSŁAW DECZY SKI Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Streszczenie Firmy transportowe nie prowadz celowego działania w kierunku monitorowania stanu technicznego pojazdów w trakcie u ytkowania i nie istnieje system monitorowania stanu technicznego rodków transportu wykorzystuj cy pokładowy system podejmowania decyzji. Proponowany Pokładowy System Podejmowania Decyzji prowadzi w sposób ci gły analiz symptomów diagnostycznych sczytywanych ze zł cz diagnostycznych i szyny CAN pojazdu, a po przekroczeniu zadanych warto ci krytycznych za po rednictwem technologii GPS/GPRS powiadamia wraz z sygnałami lokalizacji poło enia, kierownictwo eksploatacji firmy transportowej o stanie uszkodzenia rodka transportu. Wzbogaca to powszechnie stosowane systemy o analiz parametrów diagnostycznych. Słowa kluczowe: monitorowanie, system diagnostyczny, zdatno,eksploatacja, u ytkowanie, system doradczy 1. Wprowadzenie Obecnie znane systemy monitorowania pojazdów s elementem zarz dzania rodkami transportu w zakresie rozliczania pracy pojazdów i kierowców, masy towarów i tras jazdy, sprawdzania ilo ci zu ytych materiałów p dnych i smarów a tak e archiwizowania powy szych danych.wzbogacaj c stosowane systemy, o transmisj do kierownictwa firmy transportowej parametrów diagnostycznych za pomoc technologii GPS, GPRS, oraz o baz danych zawieraj c odpowiednie punkty logistyczne i obsługowe, mo na zbudowa system monitorowania stanu technicznego pojazdów ze stanowiska zewn trznego. Monitorowanie stanu pojazdu ze stanowiska zewn trznego z wykorzystaniem pokładowego systemu decyzyjnego wzbogaca powszechnie stosowane systemy o analiz parametrów diagnostycznych. Pozwala to na zlokalizowanie w trybie natychmiastowym uszkodzenia pojazdu oraz podj cie działania w kierunku przywrócenia stanu zdatno ci, a tym samym na zminima-lizowanie strat firmy spowodowanych przestojem niesprawnego rodka transportu. Wprowadzenie takiego systemu umo liwi okre li jego specyfik uszkodzenia, oraz umo liwi wybór miejsca ewentualnej naprawy. Proponowany system pozwoli na wygenerowanie stanu niezdatno ci rodka transportu w trakcie u ytkowania do stanowiska kierownictwa eksploatacji, co pozwoli na prawidłow ocen stanu bez wzgl du na reakcj kieruj cego rodkiem transportu. System ten powinien przyczyni si do minimalizacji kosztów eksploatacji pojazdów w firmie transportowej.

2 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 68, Pojazdy W procesie eksploatacji rodków transportu najwi ksze problemy wyst puj przy samochodach ci arowych oraz ci gnikach siodłowych.wynika to ze specyfiki przewozów, gdzie warto rodków transportu i przewo onych nimi ładunków jest bardzo du a, pojazdy znajduj si cz sto w znacznej odległo ci od firmy transpor-towej, a tak e wyst puj zwi kszone trudno ci z napraw na miejscu uszkodzonego rodka transportu.w przypadku stanu niezdatno ci zlokalizowanie uszkodzenia. Rys. 1. Klasyfikacja pojazdów drogowych

3 60 Pokładowy system decyzyjny wspomagaj cy proces eksploatacji rodków transportu 3. Strategie eksploatacji Rys. 2. Klasyfikacja wyst puj cych strategii w procesie eksploatacji pojazdów ródło: [3]. Zakłady transportu samochodowego ustalaj zale n od aktualnych potrzeb strategi eksploatacji rodków transportu i urz dze słu cych do zapewnienia funkcjonowania firmy. Z uwagi na specyfik funkcjonowania firm przewozowych,gdzie pojazdy maj utrudniony dost p do stacji diagnostycznych lub warsztatów naprawczych nie mo e by stosowana wył cznie strategia według stanu, przynosz ca optymalne efekty ekonomiczne, ale tylko w sytuacjach stacjonarnych. Wyst puje tu zało enie, e u ytkowany pojazd musi wykona okre lony przewóz i pozosta technicznie sprawny do nast pnego zadania w terenie. Pojazdy te cz sto znajduj si w znacznej odległo ci od bazy transportowej, a o ich stanie zdatno ci decyduj kieruj cy nimi, a nie kierownictwo eksploatacji.

4 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 68, Utrzymywanie rodków transportu w stanie zdatno ci Eksploatacja urz dze zło ona jest z dwóch najwa niejszych, zale nych od siebie procesów: u ytkowania i obsługiwania [3]. Proces u ytkowania stanowi celow działalno u ytkowników na obiektach zdatnych, prowadz c w ko cowej fazie do wykonania zało onych zada. Obsługiwanie jest to zbiór procesów zapobiegawczych oraz odtwarzaj cych wykonywanych w celu utrzymania obiektów w stanie zdatno ci. W zwi zku ze znacznym wpływem rodków transportu na efektywno procesu u ytkowania wa nym problemem jest utrzymywanie ich w stanie zdatno ci. Stan zdatno ci rodka jest okre lany jego zdolno ci do funkcjonowania zgodnie z wymogami bezpiecze stwa, ekonomiki oraz wpływu na rodowisko naturalne. Najcz ciej stosuje si nast puj ce metody utrzymywania rodków transportu w stanie zdatno- ci: bez diagnozowania, wg statycznej metody obsługiwania; z diagnozowaniem, wg dynamicznej i quasi dynamicznej metody obsługiwania, gdzie wykorzystuje si urz dzenia diagnostyczne zewn trzne, pokładowe i mieszane. Rys. 3. Algorytm sterowania utrzymaniem rodka transportu w stanie zdatno ci ródło: [2].

5 62 Pokładowy system decyzyjny wspomagaj cy proces eksploatacji rodków transportu Stosowane w firmach transportowych strategie eksploatacji pojazdów wspomagane s poprzez informatyczne systemy utrzymywania obiektów w stanie zdatno ci Rys. 4. Klasyfikacja informatycznych systemów zarz dzania obiektów w stanie zdatno ci ródło: [4]. 5. Monitorowanie rodków transportu Przebiegi mi dzy obsługowe współczesnych samochodów ci arowych si gaj obecnie nawet do 100 tysi cy kilometrów, co cz sto odpowiada rocznemu okresowi eksploatacji pojazdu w firmie transportowej. Pojazdy te wykonuj c przewozy masy towarowej znajduj si poza baz firmy, a warto ci ich parametrów diagnostycznych sczytywane s dopiero podczas planowych lub naprawczych przegl dów technicznych na stacjach obsługi. Zakłady transportu samochodowego kieruj c si uzyskaniem maksymalnych zysków ustalaj zale n od aktualnych potrzeb strategi eksploatacji transportu, na podstawie której buduje si system eksploatacji rodków transportu przedsi biorstwa. Wykorzystywany jest tu głównie satelitarny system monitorowania i rejestracji tras pojazdów GPS/GPRS. Jest to narz dzie wspomagaj ce bezpo rednie zarz dzanie pojazdami. System monitorowania GPS dostarcza wielu informacji potrzebnych do podejmowania na ywo decyzji wykonawczych. Firmy transportowe dbaj c o minimalizacj kosztów stosuj systemy kontroli kieruj cych, natomiast nie monitoruj w analogiczny sposób warto ci parametrów diagnostycznych, odzwierciedlaj cych aktualny stan techniczny pojazdów, który jest bardzo istotny ze wzgl du na rachunek ekonomiczny systemu u ytkowania. Uwzgl dniaj c koszty transmisji sygnału GPS/GPRS

6 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 68, celowym jest przeprowadzanie jej w sposób Off-line z jednoczesnym ograniczeniem ilo ci transmitowanych danych (system powinien generowa wył cznie niezb dne sygnały np..:symptomy diagnostyczne tylko w przypadku uszkodzenia pojazdu. Rys. 5. Zasada funkcjonowania systemu GPS/GPRS Na podstawie analizy przedstawionych dotychczas materiałów mo na stwierdzi i istnieje mo liwo wykorzystania technologii GPS/GPRS do opracowania systemu monitorowania stanu technicznego rodków transportu, w tym: kontroli stanu technicznego podzespołów pojazdu, prawidłowo ci funkcjonowania systemów elektrycznych i trakcyjnych, oceny sprawno ci systemów zwi zanych z zapewnieniem bezpiecze stwa jazdy, ustalenia rodzaju, lokalizacji i przyczyny ewentualnego uszkodzenia, ustalenia sposobu potencjalnej naprawy, odszukania dost pno ci podzespołu zakwalifikowanego do wymiany, lokalizacji najbli szego stanowiska obsługowego, prognozowania mo liwo ci dojazdu do najbli szego stanowiska obsługowego, zaplanowania naprawy na stanowisku obsługowym, ustalania rozwi za alternatywnych.

7 64 Pokładowy system decyzyjny wspomagaj cy proces eksploatacji rodków transportu 6. System rozpoznawania stanu technicznego pojazdów System rozpoznawania stanu powinien charakteryzowa si [2]: wiarygodno ci działania, niezawodno ci, du pr dko ci działania, unifikacj, ekonomiczno ci. Rys. 6. Schemat konfiguracji i działania systemu rozpoznawania stanu rodków transportu ródło: [1]. 7. Model elementarnego układu eksploatacji rodków transportu wykorzystuj cego monitorowanie stanu technicznego ze stanowiska zewn trznego W rozpatrywanym systemie wykorzystano układ monitorowania pojazdów ze stanowiska zewn trznego z telemetrycznym przesyłem symptomów diagnostycznych [3]. M e = < K e, U, P, Z, O u, O b, S o, P, O o > (1) Elementarnym układem eksploatacji pojazdu jest uporz dkowana czwórka w skład, której wchodzi: stanowisko u ytkowania pojazdu (U, Z, O u), stanowisko obsługiwania pojazdu (O b., S o, O o), pojazd, kierownictwo eksploatacji pojazdów (K e).

8 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 68, Rys. 7. Model elementarnego układu eksploatacji z uwzgl dnieniem monitorowania stanu ródło: [3]. gdzie: U u ytkownik, P pojazd, Z przedmiot transportu, K e kierownictwo eksploatacji, O u mikro otoczenie u ytkowania (droga, gara, monitorowanie), O o mikro otoczenie obsługiwania (stan. obsługi, monitorowanie), S o stanowisko obsługiwania, A u makro otoczenie u ytkowania (sterowanie u ytkowaniem, zadania przewozowe, ekonomika), A o makrootoczenie obsługiwania. 8. Proces sterowania u ytkowaniem Pojazd jest w trakcie u ytkowania wówczas, gdy istnieje ła cuch działania, w którym jest on po rednikiem działania. M u = < K e, U, P, Z, O u > (2) Zadaniem kierownika do spraw u ytkowania rodków transportu jest działanie w kierunku inicjacji zada, kontrola ich realizacji, oraz monitorowanie stanu. W rozpatrywanym systemie działania te mog by wykonywane na odległo. Takie rozwi zanie powinno spowodowa znaczne oszcz dno ci finansowe ze wzgl du na: trafno decyzji, czas zadziałania decyzji, przygotowanie odpowiedniego stanowiska obsługi, przygotowanie niezb dnych cz ci zamiennych.

9 66 Pokładowy system decyzyjny wspomagaj cy proces eksploatacji rodków transportu 9. Graf zmian stanów procesu u ytkowania pojazdu z uwzgl dnieniem pokładowego systemu decyzyjnego W trakcie procesu u ytkowania mo na wyró ni nast puj ce stany: S 1 stan pracy pojazdu zdatnego, S 2 stan postoju pojazdu zdatnego, S 3 stan samo diagnozowania, S 31 stan diagnozy sprawny, S 32 stan diagn. blisko uszkodzenia,s 33 stan diagn. uszkodzenie nie wymag. unieruchomienia pojazdu S 34 stan diagn. uszkodzenie wymag. unieruchomienia pojazdu, S 4 stan wysyłania parametrów diagnostycznych i danych standardowych do Kierownika eksploatacji, S 5 stan nasłuchu decyzyjnego (w przypadku uszkodzenia), S 6 stan naprawy (w przypadku uszkodzenia). Rys. 8. Graf zmian stanów procesu u ytkowania pojazdu z uwzgl dnieniem zastosowania pokładowego systemu decyzyjnego

10 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 68, Algorytm procesu u ytkowania pojazdu w oparciu o pokładowy system decyzyjny Rys. 9. Algorytm procesu u ytkowania pojazdu w oparciu o pokładowy system decyzyjny

11 68 Pokładowy system decyzyjny wspomagaj cy proces eksploatacji rodków transportu 11. System u ytkowania pojazdu w aspekcie monitorowania stanu z wykorzystaniem pokładowego systemu decyzyjnego Rys. 10. Schemat systemu u ytkowania pojazdu w aspekcie monitorowania stanu z wykorzystaniem pokładowego systemu decyzyjnego 12. Model układu u ytkowania rodków transportu w aspekcie monitorowania stanu z wykorzystaniem pokładowego systemu decyzyjnego M u = < K eu, S zm, P, U, Z, O u, A u > (3) Rys. 11. Model układu u ytkowania rodka transportu w aspekcie monitorowania stanu z wykorzystaniem pokładowego systemu decyzyjnego

12 POLSKIE STOWARZYSZENIE ZARZ DZANIA WIEDZ Seria: Studia i Materiały, nr 68, Proponowane rozwi zania sprz towe i programowe Rys. 12 Schemat blokowy proponowanego rozwi zania sprz towego i programowego W proponowanym rozwi zaniu zastosowanolms Scadas Recorder rejestrator i analizator sygnałów pobranych z pojazdu za po rednictwem zł cza diagnostycznego E-OBD2 i szyny CAN. Sygnał z rejestratora poddawany jest analizie za pomoc programu doradczego SUD (System Uzgadniania Decyzji). W przypadku stanów S 32, S 33, S 34 program sygnalizuje do rejestratora GPS konieczno c wysłania sygnału do kierownika eksploatacji o przej ciu układu do stanu S 4. Sygnał ten przesyłany jest do bazy transportowej wraz z pozostałymi danymi z GPS takimi jak: poło enie i pr dko pojazdu, oraz dokładnym czasem. 14. Podsumowanie Obecnie znane systemy monitorowania pojazdów s elementem zarz dzania rodkami transportu w zakresie rozliczania pracy pojazdów i kierowców, masy towarów i tras jazdy, sprawdzania ilo ci zu ytych materiałów p dnych i smarów a tak e archiwizowania powy szych danych. Firmy transportowe nie prowadz celowego działania w kierunku monitorowania stanu technicznego pojazdów w trakcie u ytkowania i nie istnieje system monitorowania stanu technicznego rodków transportu wykorzystuj cy pokładowy system podejmowania decyzji. Monitorowanie stanu pojazdu ze stanowiska zewn trznego z wykorzystaniem pokładowego systemu decyzyjnego wzbogaca powszechnie stosowane systemy o analiz parametrów diagnostycznych. Pozwala to na zlokalizowanie w trybie natychmiastowym uszkodzenia pojazdu oraz podj cie działania w kierunku

13 70 Pokładowy system decyzyjny wspomagaj cy proces eksploatacji rodków transportu przywrócenia stanu zdatno ci, a tym samym na zminimalizowanie strat firmy spowodowanych przestojem niesprawnego rodka transportu. Wprowadzenie takiego systemu umo liwi monitorowanie stanu pojazdu po przekroczeniu warto ci krytycznych symptomów diagnostycznych, okre li jego specyfik, oraz umo liwi wybór miejsca ewentualnej naprawy. Proponowany system pozwoli na wygenerowanie stanu niezdatno ci rodka transportu w trakcie u ytkowania do stanowiska kierownictwa eksploatacji. Parametry diagnostyczne niezdatnego pojazdu b d przesyłane do bazy transportowej co pozwoli na prawidłow ocen stanu bez wzgl du na reakcj kieruj cego rodkiem transportu. System ten powinien przyczyni si do minimalizacji kosztów eksploatacji pojazdów w firmie transportowej. Bibliografia 1. Tylicki H., ółtowski B., Rozpoznawanie stanu maszyn, ITE, Radom ółtowski B., Podstawy diagnostyki maszyn, ATR.Bydgoszcz ółtowski B., Tylicki H., Wybrane problemy eksploatacji maszyn, PWSZ Piła , ółtowski M.: Informatyczne systemy zarz dzania w in ynierii produkcji. ITE PIB, Radom ISBN , DECISION-MAKING ON-BOARD SYSTEM SUPPORTING THE PROCESS OF THE USE OF MEANS OF TRANSPORT Summary A monitoring system of the technical condition of means of transport using the on-board system of the decision making doesn't exist. The system of the decision making is conducting analysis of diagnostic symptoms into the constant way read around join diagnostic and via the GPS/GPRS technology is notifying CAN tracks of the vehicle, but critical values after the exceeding set along with signals of location of the location, management of the use of a shipping company about the condition of injury. of means of transport. It allows for locating damaging the vehicle with immediate effect and taking action towards restoring the state of the applicability, and hence for minimizing the losses of the company caused by the demurrage of the faulty means of transport. Keywords: monitoring, diagnostic system, applicability, use, expert system Wydział In ynierii Mechanicznej Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy akademik2@utp.edu.pl